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聚四氟乙烯是1938年由化學(xué)家羅伊·普朗克特(Roy J. Plunkett)博士在杜邦位于美國(guó)新澤西州的Jackson實(shí)驗(yàn)室中意外發(fā)現(xiàn) [1] :當(dāng)他嘗試制作新的氯氟碳化合物冷媒時(shí),四氟乙烯在高壓儲(chǔ)存容器中聚合(容器內(nèi)壁的鐵成為聚合反應(yīng)的催化劑)。杜邦公司在1941年取得其專利,并于1944年以"Teflon"的名稱注冊(cè)商標(biāo)。隨后,杜邦公司又在Teflon®聚四氟乙烯樹(shù)脂之外研發(fā)出一系列產(chǎn)品,包括Teflon; AF (無(wú)定形氟聚物), Teflon; FEP (氟化乙烯丙烯樹(shù)脂), Teflon; FFR (氟聚物泡沫樹(shù)脂), Teflon; NXT(氟聚物樹(shù)脂), Teflon; PFA (全氟烷氧基樹(shù)脂) 等等。
1954年,法國(guó)工程師馬克·格雷瓜爾(Marc Gregoire)的妻子柯萊特(Colette)突發(fā)奇想,覺(jué)得丈夫用來(lái)涂在釣魚(yú)線上防止打結(jié)的不粘材料特氟龍(Teflon)如果可以用在煎鍋上,效果一定不錯(cuò)。拯救了無(wú)數(shù)現(xiàn)代家庭主婦的“不粘鍋”由此誕生。
工業(yè)上采用懸浮聚合法或乳液聚合法生產(chǎn)。
1.單體四氟乙烯的制備
工業(yè)上以三氯甲烷為原料,用無(wú)水氫氟酸使三氯甲烷氟化,反應(yīng)溫度在65oC以上,用五氯化銻為催化劑,后用熱裂法制成四氟乙烯。也可用鋅在高溫下與四氟二氯乙烷作用制得四氟乙烯。
2.聚四氟乙烯的制備
在搪瓷或不銹鋼聚合釜中,以水為介質(zhì),過(guò)硫酸鉀為引發(fā)劑,全氟羧酸銨鹽為分散劑,氟碳化合物為穩(wěn)定劑,四氟乙烯經(jīng)氧化還原聚合而制得聚四氟乙烯。
將各種助劑加入反應(yīng)釜中,四氟乙烯單體以氣相進(jìn)入聚合釜,調(diào)節(jié)釜內(nèi)溫度至25℃,然后加入一定量的活化劑(偏重亞硫酸鈉),通過(guò)氧化還原體系進(jìn)行引發(fā)聚合。聚合過(guò)程中不斷補(bǔ)加單體,保持聚合壓力0.49~0.78MPa,聚合后所得到的分散液用水稀釋至一定濃度,并調(diào)節(jié)溫度到15~20oC,用機(jī)械攪拌凝聚后,經(jīng)水洗、干燥,即得本品為細(xì)粒狀樹(shù)脂。
用于電器、化工、航空、機(jī)械等領(lǐng)域代替石英玻璃器皿應(yīng)用于原子能、醫(yī)學(xué)、半導(dǎo)體等行業(yè)的超純化學(xué)分析和貯存各種酸、堿、有機(jī)溶劑可制成高絕緣性電器零件、耐高頻電線電纜包皮、耐腐蝕化學(xué)器皿、耐高寒輸油管、人工器官等可作為塑料、橡膠、涂料、油墨、潤(rùn)滑油、潤(rùn)滑脂等的添加劑。
聚四氟乙烯在原子能、、航天、電子、電氣、化工、機(jī)械、儀器、儀表、建筑、紡織、金屬表面處理、制藥、醫(yī)療、食品、冶金冶煉等工業(yè)中廣泛用作耐高低溫、耐腐蝕材料,絕緣材料,防粘涂層等,使之成為不可取代的產(chǎn)品。
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